铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置。本发明专利技术还提供一种铜锌锡硫薄膜材料的硒化方法，包括如下步骤：将硒源放置于硒源区的环形容器内，同时将待硒化的铜锌锡硫薄膜材料的预制膜放置到硒化反应区；然后，接好加热线和热电偶线，封闭舱体；接着用真空泵将舱体内空气抽净，并且将高压氮气补充进舱体，最后通过计算机控制系统控制舱体内的温度和压强，使得硒源受热形成的硒蒸汽通过气体处理区裂解为小分子硒蒸汽，然后向下进入硒化反应区并与所述预制膜发生硒化反应，进而实现对预制膜的硒化。本发明专利技术的装置和方法能够对硒蒸汽到达预制膜表面的时间和浓度进行精确控制，从而得到高质量铜锌锡硫硒结晶。

【技术实现步骤摘要】
铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置和方法
本专利技术属于半导体光电材料制备领域。具体地，本专利技术涉及一种铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置和方法。
技术介绍
目前在太阳能电池领域中，铜锌锡硫硒太阳能电池具有光吸收系数高、原材料廉价丰富的优点，逐渐受到研究者的关注。铜锌锡硫硒活性层的制备一般采用后硒化法，对铜锌锡硫预制膜进行硒化处理，得到铜锌锡硫硒结晶。硒化工艺可以采用活性较强的硒化氢作为硒源，但其安全性较差。硒化氢属于剧毒气体，易燃易爆，安全性不好，价格昂贵。采用单质硒作为硒源进行硒化反应制备铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池材料越来越普遍，但是单质硒在常温下为固态，一般需要在高温条件下形成硒蒸汽从而参与反应，对硒蒸汽的产生，硒蒸汽浓度的控制，以及硒的回收提出了更高的要求。因此，急需一种能够良好控制硒蒸汽的浓度，且能够形成高质量的铜锌锡硫硒结晶的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置，该装置能够良好控制硒蒸汽的浓度以及硒化反应时的压强。本专利技术的另一目的在于提供一种铜锌锡硫薄膜材料的硒化方法，通过本专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置(1)，其包括舱体(11)、石墨容器(12)、红外加热套(13)、计算机控制系统(14)；/n其中，所述舱体(11)为承压封闭舱体，其上设置有电极法兰(115)，且其内部设置有石墨容器(12)和红外加热套(13)；/n所述石墨容器(12)竖直放置，且所述石墨容器(12)包括位于上段的硒源区(121)、位于中段的气体处理区(122)和位于下段的硒化反应区(123)；所述硒源区(121)与所述气体处理区(122)之间以及所述气体处理区(122)与所述硒化反应区(123)之间相互密封连接；所述石墨容器(12)的上段、中段和下段的侧壁中分别设置有热电偶(127)；/n...

【技术特征摘要】
1.一种铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置(1)，其包括舱体(11)、石墨容器(12)、红外加热套(13)、计算机控制系统(14)；
其中，所述舱体(11)为承压封闭舱体，其上设置有电极法兰(115)，且其内部设置有石墨容器(12)和红外加热套(13)；
所述石墨容器(12)竖直放置，且所述石墨容器(12)包括位于上段的硒源区(121)、位于中段的气体处理区(122)和位于下段的硒化反应区(123)；所述硒源区(121)与所述气体处理区(122)之间以及所述气体处理区(122)与所述硒化反应区(123)之间相互密封连接；所述石墨容器(12)的上段、中段和下段的侧壁中分别设置有热电偶(127)；
所述红外加热套(13)围绕所述石墨容器(12)进行设置，且所述红外加热套(13)包括分别对应于所述硒源区(121)、气体处理区(122)和硒化反应区(123)的三段；所述红外加热套(13)的三段中分别设置有加热线(131)；
所述电极法兰(115)用于将舱体(11)内的热电偶(127)和加热线(131)连接至舱体(11)外的控温系统(1151)；
所述计算机控制系统(14)连接所述控温系统(1151)，用于控制舱体(11)内各区的温度。


2.根据权利要求1所述的铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置(1)，其中，所述舱体(11)上还设置有可控进气阀(113)、压强计(114)、管道冷阱(116)以及可控出气阀(1161)；
所述可控进气阀(113)连接有高压氮气(1131)；
所述压强计(114)用于实时监控舱体(11)内的压强；
所述管道冷阱(116)用于连接所述舱体(11)和所述可控出气阀(1161)；所述可控出气阀(1161)连接有真空泵(1162)。


3.根据权利要求2所述的铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置(1)，其中，所述可控进气阀(113)、压强计(114)以及可控出气阀(1161)连接至所述计算机控制系统(14)，以实现实时控制舱体(11)内的压强。


4.根据权利要求1所述的铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置(1)，其中，所述舱体(11)上还设置有排空阀(111)和安全阀(112)。


5.根据权利要求1所述的铜锌锡硫薄膜材料的硒化装置(1)，其中，所述石墨容器(12)的下段设置有导气孔(124)，所述导气孔(124)用于连通所述舱体(11)和所述硒化反应区(123)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：吴会觉，郭林宝，孟庆波，李冬梅，罗艳红，石将建，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11